Q R xả R= C.L R eR H Ro RP 3/
1.3.Cỏc kết quả nghiờn cứu.
Với hai loại mặt cắt tràn thực dụng ễphixờrốp và WES là hai dạng mặt cắt được nghiờn cứu nhiều nhất và cũng là hai dạng mặt cắt được ứng dụng nhiều nhất khụng chỉ ở nước ta mà trong nhiều nước trờn thế giới.
Về dạng mặt cắt tràn ễphixờrốp điểm gốc tọa độ điểm chọn tại điểm: (x = 0, y = 0,126) khụng phải điểm đỉnh tràn cũn dạng mặt cắt tràn dạng WES điểm gốc tọa độ điểm đặt tại đỉnh tràn; và đường cong mặt tràn được chia làm hai phần:
+ Phần đường cong mặt tràn phớa hạ lưu vẽ phương trỡnh xn = KHdn−1y
+ Phần cong mặt tràn phớa thượng lưu cú thể dựng 3 loại đường cong là: - Dựng hai cung trũn nối tiếp nhau khi mà mỏi đập nghiờng.
- Dựng 3 cung trũn nối tiếp nhau khi mặt hứng nước thượng lưu thẳng đứng. - Dựng đường cong elớp khi mà đầu tràn cú trụ nhụ.
Vỡ vậy như cỏc nhà Thủy lực đó phõn tớch ảnh hưởng hệ số lưu lượng chảy qua mặt tràn là đoạn đường cong phớa thượng lưu tràn. Do đú thiết kế mặt cắt tràn dạng WES tuõn thủ quy định nờu trờn sẽ tạo điều kiện thuận dũng vào đỉnh tràn theo đường dũng nờn gúp phần tăng thờm khả năng thỏo của tràn.
Khi thiết kế đập tràn để vận hành linh hoạt thường bố trớ cửa van khống chế lưu lượng chảy qua tràn khi cần xả lưu lượng lũ khỏc nhau; vị trớ rónh van cung thường đặt ở phớa sau đỉnh tràn và thấp hơn khoảng 0,2mữ0,4m; do đú khụng ảnh hưởng đến khả năng thỏo của đập tràn khi xả lũ thiết kế hay lũ kiểm tran; làm cho khả năng xả qua tràn khụng bị ảnh hưởng.
Ngoài ra phớa trước cửa van cung (cửa van cụng tỏc) thường cú khe van (hoặc khe phai) để khi gặp sự cố vận hành van cung thỡ sẽ đúng lại; rónh khe phai (khe van) này thường hỡnh thành xoỏy nước vựng rónh và khe van (khe phai) phần nào đó ảnh hưởng đến hệ số lưu lượng thỏo qua tràn.
Với tràn cú nhiều khoang, giữa cỏc khoang cú trụ pin giữa, hai cửa bờn cú trụ pin bờn; do đú chọn dạng đầu trụ pin hợp lý (dạng đường elớp hay dạng đầu trũn) bỏn kớnh cong càng lớn thỡ dũng chảy đi vào cửa tràn thuận dũng, ớt tạo ra co hẹp bờn do trụ pin gõy ra cũng sẽ tăng thờm khả năng xả qua tràn nhưng cú nhược điểm là khú thi cụng. Chiều rộng trụ d càng lớn thỡ tổng bề rộng tràn sẽ lớn nhưng thuận
tiện cho việc lắp đặt khe van, khe phải, d nhỏ thỡ tổng bề rộng tràn thu nhỏ lại, nhưng khú cho cụng tỏc lắp đặt bố trớ cửa van. Chiều dài mố trụ pin càng lớn thỡ càng tốt cho dũng chảy phõn luồng đều, khụng gõy hiện tượng tập trung dũng chảy, nhưng lại tốn kộm về kinh tế. Do vậy để tỡm được bố trớ kết cấu kớch thước cỏc khoang tràn một cỏch hợp lý thỡ kết quả nghiờn cứu đó chỉ ra nờn chọn:
+ Chiều dày trụ pin d =0,205Hd .
+ Chiều rộng một khoang tràn btr =1,078Hd.
+ Bỏn kớnh đầu trụ pin R=0,102Hd, hoặc elip thỡ hệ số hỡnh dạng
40 , 0 25 , 0 ữ ≈ o
ξ nhỏ hơn dạng đầu vuụng.
+ Đối với hai trụ pin bờn cũng vậy, cần phải chọn hỡnh dạng đầu trụ pin thuận với dũng chảy để đạt được hệ số ảnh hưởng nhỏ ξk ≈0,40.
Và chớnh trong cụng trỡnh Bắc Hà đó thay đổi hỡnh dạng đầu trụ pin từ bỏn kớnh r =1,0m thành bỏn kớnh cong r=3,75m và đó cải thiện tỡnh hỡnh co hẹp bờn của dũng tràn.
Riờng đối với hỡnh dạng khe van (hay khe phai) thường thiết kế theo dạng rónh chữ nhật mộp vuụng. Để giảm bớt ảnh hưởng co hẹp tạo ra xoỏy nước ở khe van, qua tài liệu nghiờn cứu của nước ngoài nờn sửa lượn vỏt mộp khe van phớa sau của rónh van
Một điểm ảnh hưởng lớn đến khả năng thỏo của tràn là đường viền cửa vào. Dạng đường viền cửa vào cần chọn theo dạng đường viền cong lồi (thuận theo dạng đường dũng) sẽ ớt tạo ra co hẹp bờn, làm tăng thờm chiều dài hữu dụng của đập tràn (tăng thờm chiều rộng thoỏt nước).
Ảnh hưởng đến khả năng thỏo của đập tràn đú là cột nước tỏc dụng trờn đỉnh đập tràn, ta cú thể từ cụng thức tớnh lưu lượng chảy qua đập tràn để nhỡn ra:
Q = σRnR.ε.m.∑b. 2g .HRoRP 3/2 P (mP 3 P /s)
Từ cụng thức trờn ta thấy khi HRoR tăng lờn thỡ lưu lượng thỏo qua tràn cũng tăng lờn.
Đối với hai dạng mặt cắt tràn nờu trờn cú một điều đỏng lưu ý là khi thiết kế cửa van (nhất là cửa van phẳng) thỡ đối với đập tràn ễphixờrốp cần phải kộo dài đỉnh tràn thờm một đoạn thẳng khoảng 1,5m (kộo về phớa hạ lưu), do đú ảnh hưởng đến khả năng thỏo của đập tràn, ảnh hưởng này cú thể giảm tới 5% lưu lượng xả. Cũn đối với dạng mặt cắt tràn WES đỉnh tràn hạ thấp dần dần, mặt đường cong tràn phớa hạ lưu cỏch xa đỉnh tràn về phớa hạ lưu 1,5m thỡ cao trỡnh chỉ hạ thấp gần 0,1m; cho nờn để đặt cửa van khụng cần kộo dài đỉnh đập tràn. Vỡ lẽ kộo dài đỉnh tràn về phớa hạ lưu khoảng 1,5m do yờu cầu đặt cửa van, nờn mặt mỏi đập tràn phớa hạ lưu của mặt cắt đập tràn ễphixờrốp phải tịch tiến xuống hạ lưu 1,5m. Do đú làm cho mặt tràn dạng ễphixờrốp bộo ra, khụng chỉ giảm khả năng thỏo mà cũn làm tăng khối lượng bờ tụng xõy dựng đập.
Ngoài ra đập tràn mặt cắt ễphixờrốp đoạn mặt gần đỉnh tràn phớa thượng lưu thường vẽ theo gúc vỏt α(α ≈30o) về phớa thượng lưu nờn khụng được thuận với dũng chảy ảnh hưởng tới hệ số lưu lượng thỏo qua tràn, đồng thời do dũng chảy khụng bỏm sỏt vào mặt phớa thượng lưu tràn nờn dễ gõy ra ỏp suất õm ở vị trớ gần đầu tràn.
Trờn đõy là một số đỏnh giỏ cỏc yếu tố ảnh hưởng tới khả năng thỏo qua tràn. Với cỏch bố trớ hợp lý, giỏn tiếp tận dụng được chiều rộng thỏo nước qua tràn; lại vừa tiết kiệm kinh phớ đầu tư. Song ở nước ta việc chọn khẩu độ kớch thước của khoang tràn chưa cú quy định, tựy người thiết kế tự chọn, qua đõy học viờn đề nghị nờn bổ sung vào quy phạm cho thiết kế đập tràn ở nước ta.
1.4. Kết luận.
Trong chương 1 đó nờu lờn tổng quan về nghiờn cứu khả năng xả của đập tràn núi chung như: đập tràn thành mỏng, đập tràn đỉnh rộng, đập tràn thực dụng; sự phỏt triển nghiờn cứu của cỏc tỏc giả nước ngoài. Nguồn gốc phỏt triển của mặt cắt tràn thực dụng là từ kết quả nghiờn cứu mộp dưới lưỡi nước chảy qua tràn thành mỏng để dần dần đưa ra phương trỡnh cho mặt cong phớa hạ lưu của đập tràn thực dụng.
Cỏc nghiờn cứu trờn cũng chỉ ra rằng ảnh hưởng tới hệ số lưu lượng chảy qua tràn thực dụng là phần đường cong phớa thượng lưu đỉnh tràn (điểm cú toạ độ y=0); cũn đường cong mặt tràn phớa hạ lưu khụng ảnh hưởng tới hệ số lưu lượng. Vỡ vậy khuyến cỏo cỏc nhà tư vấn thiết kế khi thiết kế mặt cắt tràn thực dụng cho cỏc cụng trỡnh cần lưu ý điểm này.
Qua nghiờn cứu trờn cũng chỉ ra rằng với dạng mặt cắt tràn ễphixờrốp điểm gốc tọa độ khụng đặt ở đỉnh cao nhất của mặt tràn mà nằm ở trờn đường thẳng (trục y) của mặt hứng nước phớa trước tràn. Song với dạng mặt cắt tràn WES thỡ gốc tọa độ lại đặt ở đỉnh tràn (y=0, x=0) chia mặt tràn làm hai phần rừ rệt là đường cong phớa thượng lưu tràn và đường cong phớa hạ lưu tràn.
Đồng thời đó trỡnh bày sự nghiờn cứu ứng dụng đập tràn thực dụng ở trong nước khoảng 60 năm qua; qua nghiờn cứu thớ nghiệm cỏc mụ hỡnh đập tràn đó phỏt hiện cỏc tồn tại của đồ ỏn thiết kế đề xuất cỏc giải phỏp sửa đổi.
Như vậy với mỗi cụng trỡnh sau khi ứng dụng cỏc nghiờn cứu để tớnh toỏn thiết kế, việc lựa chọn cỏc thụng số nhiều khi cũn phụ thuộc tớnh chủ quan của người tớnh toỏn, nờn việc thớ nghiệm mụ hỡnh để kiểm tra lại tớnh hợp lý của thiết kế để lựa chọn ra phương ỏn tối ưu nhất là điều rất cần thiết. Với hướng đú học viờn đó mạnh dạn nghiờn cứu đề tài “ Nghiờn cứu cỏc yếu tố ảnh hưởng đến khả năng thỏo của cụng trỡnh Thủy Điện Bắc Hà” là cần thiết cho việc ứng dụng tớnh toỏn để thiết kế cụng trỡnh. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
CHƯƠNG II: NGHIấN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG THÁO CỦA ĐẬP TRÀN THỰC DỤNG THUỶ ĐIỆN BẮC HÀ. 2.1. Phõn tớch cỏc yếu tố ảnh hưởng đến khả năng thỏo của đập tràn xả lũ núi chung.
Để phõn tớch cỏc yếu tố ảnh hưởng đến khả năng thỏo của đập tràn xả lũ ta cần xột đến cỏc yếu tố ảnh hưởng sau:
+ Vị trớ bố trớ đập + Hỡnh dạng cửa vào + Mặt cắt đập tràn
+ Hỡnh dạng và kớch thước mố trụ (mố đơn, mố kộp, mố biờn) + Cửa van
+ Mực nước thượng lưu + Mực nước hạ lưu +Bề rộng tràn nước + Lưu tốc tới gần + Thỏo kết hợp 2.1.1. Ảnh hưởng của vị trớ bố trớ đập. 2.1.1.1. Đập tràn xả lũ bố trớ ở lũng sụng.
Tim ngang đập tràn cần vuụng gúc với hướng dũng chảy của sụng để sự phõn bố dũng chảy tiến vào cỏc cửa tràn đều đặn, trỏnh hiện tượng chảy lệch ở cỏc khoang tràn.
Tường cỏnh của hai khoang bờn cần cú kết cấu hợp lý theo dạng đường dũng hoặc đường cong e lớp để dũng vào tràn thuận, tăng thờm khả năng thỏo cho hai khoang tràn bờn; đầu trụ pin giữa phải thuận dũng giảm bớt sức cản.
Hỡnh 2.1: Sơ đồ bố trớ Cụng trỡnh Thủy điện Bắc Hà - Lào Cai
(Dạng đập tràn bố trớ ở lũng sụng tim ngang tràn tương đối vuụng gúc với trục dũng chảy của sụng, cú lợi cho dũng chảy đi vào tràn)
Mặt cắt của tràn phần đường cong phớa thượng lưu cần thiết kế hợp lý để cú hệ số lưu lượng lớn, co hẹp đứng nhỏ, ớt xảy ra ỏp suất õm trờn đầu tràn nếu đập làm việc vận hành theo hai chế độ là chảy tự do qua tràn và chảy tự do qua lỗ (khi khống chế độ mở a).
Để trỏnh trước cửa tràn hỡnh thành phễu khớ khi chảy qua lỗ thỡ cần thiết kế dạng trụ pin nhụ.